DE102010016758B4

DE102010016758B4 - Segmentierte Mutter für Verschraubungen

Info

Publication number: DE102010016758B4
Application number: DE102010016758.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2030-05-04
Also published as: JP2015121330A; US8911192B2; US20130034407A1; JP2011237031A; EP2385262A1; JP5745923B2; US8297903B2; DE102010016758A1; US20110268534A1; EP2385262B1; JP5992564B2

Abstract

Mutter für Verschraubungen, die sich aus zwei im Wesentlichen gleichgroßen, halbschalenförmigen Segmenten (1a, 1b) zusammensetzt, die jeweils innenseitig mit Innengewindesegmenten (2a, 2b) versehen und bis zum Erreichen einer Schließstellung aufeinander zu beweglich angeordnet sind, sowie mit Mitteln (15) zur Aufrechterhaltung der Schließstellung der Segmente (1a, 1b), wobei an zumindest einem der beiden Segmente (1a, 1b) zum Aufheben der Schließstellung eine von Hand greifbare Betätigungseinrichtung (20) beweglich angeordnet ist, und die Segmente (1a, 1b) in Schließrichtung durch Federn (15) belastet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (20) als gegen die Federn (15) arbeitende Spreizeinrichtung ausgebildet ist, die aus zwei in einem Gelenk (23) miteinander verbundenen Hebeln (21, 22) zusammengesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mutter für Verschraubungen, die sich aus zwei im Wesentlichen gleichgroßen, halbschalenförmigen Segmenten zusammensetzt, die jeweils innenseitig mit Innengewindesegmenten versehen und bis zum Erreichen einer Schließstellung aufeinander zu beweglich angeordnet sind, sowie mit Mitteln zur Aufrechterhaltung der Schließstellung der Segmente.
Segmentierte Muttern für den Einsatz auf Schrauben oder Gewindebolzen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die WO 2005/ 123 345 A1 beschreibt in den 9C - 9F eine segmentierte Mutter aus insgesamt drei gleichen Segmenten. Diese sind nach Art von Backen gestaltet und lassen sich durch Betätigung eines um die Mittelachse der Mutter drehbaren Drehrings zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung betätigen, wobei die Backen eine radiale Bewegung ausführen. In der Schließstellung greifen innen an den Segmenten ausgebildete Innengewindesegmente in das entsprechend dimensionierte Außengewinde eines Gewindebolzens ein. In der Öffnungsstellung sind die an den Segmenten ausgebildeten Innengewindeabschnitte ohne Eingriff in das Außengewinde.
Die segmentierte Mutter nach der WO 2005/ 123 345 A1 ist im Hinblick auf die spezielle Anwendung in einer Gewindebolzen-Spanneinrichtung ausgelegt und konstruiert. Für viele andere Anwendungen auf dem Gebiet des Anlagen- und Apparatebaus hingegen ist diese segmentierte Mutter weniger geeignet, insbesondere wegen des für viele bauliche Situationen der Praxis ungeeigneten Antriebs über einen koaxial zur Mutter angeordneten Drehring.
Aus der DE 19 91 256 U ist eine Mutter für Verschraubungen mit zwei im Wesentlichen gleich gestalteten Segmenten bekannt, die zueinander schwenkbar, und hierzu in einem ersten Endbereich schwenkbeweglich miteinander verbunden sind. Für einen auch unter Belastung sicheren Formschluss mit dem Gewinde einer Gewindestange wird die Mutter zunächst bei geöffneten Segmenten möglichst weit auf das Gewinde geschoben und die Segmente geschlossen. Anschließend wird die Mutter einige Gewindedrehungen geschraubt, wodurch ein zylindrisch gestalteter Längsabschnitt der Mutter in eine sacklochartig gestaltete Gegenaufnahme gelangt und ein Öffnen der Segmente fortan ausgeschlossen ist. Die sacklochartig gestaltete Gegenaufnahme dient also als ein Schließmittel, welches das Öffnen der Segmente verhindert. Von Nachteil ist, dass erst durch das Verschrauben um mehrere Gewindegänge ein Verschluss der Mutter erreicht wird.
Aus der DE 83 08 905 U1 ist eine für eine axiale Schnellverstellung geeignete Mutter bekannt. Diese setzt sich aus einem Gehäuse mit einem darin entgegen einer Federkraft auslenkbaren Ring zusammen. Der Ring ist auf seiner einen Innenhälfte mit einer Gewindestruktur versehen. Eine Druckfeder beaufschlagt den Ring in radialer Richtung, wodurch es zum Formschluss der Gewindestruktur mit dem Außengewinde des Gewindebolzens kommt. Zum Öffnen, d. h. zum Aufheben des Gewindeeingriffs, dient ein schwenkbarer Hebel, der auf einer rechtwinklig zur Verschraubungsachse angeordneten Schwenkachse im Gehäuse gelagert ist. Das Betätigen des Hebels führt zu einem radialen, d. h. seitlichen Versatz des Rings und einem Aufheben des Gewindeeingriffs.
Aus der DE 36 05 821 A1 ist eine segmentierte Mutter bekannt, welche mittels eines Exzentermechanismus geöffnet und geschlossen wird. Erreicht wird dieser Mechanismus durch schräg verlaufende Langlöcher in einem zweiarmigen Hebel. Ein Federelement sorgt dafür, dass die Mutter im Normalfall geschlossen ist. Die Mutter muss also aktiv durch Überwinden der Federgegenkraft geöffnet werden.
Die WO 00/ 65 243 A1 offenbart eine segmentierte Mutter aus parallel zueinander geführten Segmenten. Die Parallelführung wird über zwei Bolzen erreicht und die Verriegelung über Kugeln, die in der Verriegelungsstellung in Nuten eingreifen. Durch Druck auf eine Taste lässt sich die Verriegelung der Kugeln aufheben, so dass sich die Segmente unter der Wirkung von Federn, die um die Bolzen herum angeordnet sind, öffnen.
Eine weitere segmentierte Mutter ist aus der DE 10 2007 062 615 A1 bekannt. Die beiden Segmente dieser Mutter sind an ihrem einen Ende gelenkig miteinander verbunden. An dem anderen Ende lassen sich die Segmente mit Hilfe einer Hebelanordnung aus zwei Hebeln gegeneinander schließen. Die Gelenke der Hebel sind so angeordnet, dass sich im Schließzustand eine Übertotpunkt-Sicherung einstellt, welche die Mutter geschlossen hält.
Darüber hinaus ist zum Stand der Technik die US 1 001 042 A bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine segmentierte Mutter zu schaffen, die für vielfältige Anwendungen im Anlagen- und Apparatebau besonders schnell zwischen der Schließ- und der Öffnungsstellung veränderbar ist.
Zur Lösung wird bei einer Mutter mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, dass an zumindest einem der beiden Segmente zum Aufheben der Schließstellung eine von Hand greifbare Betätigungseinrichtung beweglich angeordnet ist.
Die beiden Segmente bzw. Backen der Segmentmutter werden in zueinander paralleler Ausrichtung zueinander verfahren, wodurch sich bereits durch einen kurzen Weg von der Schließstellung in die Öffnungsstellung eine Trennung der Innengewindesegmente von dem korrespondierenden Außengewinde erzielen lässt. In der Praxis lässt sich eine solche Segmentmutter besonders einfach und schnell bedienen, d. h. durch einen einzigen Betätigungsgriff. Ein wichtiges Anwendungsbeispiel aus der Praxis sind z. B. Flanschverschraubungen an Gehäusen oder Fundamenten von Windkraftanlagen. Die dort verwendeten Befestigungsflansche sind über ihren Umfang mit dicht aufeinander folgenden Verschraubungen versehen, so dass zwischen den einzelnen Verschraubungen, aber auch nach innen zu dem Gehäuse oder Fundament hin, nur sehr wenig Platz ist. Lediglich nach außen hin liegt die Verschraubung frei und bietet dort eine gewisse Zugänglichkeit, um die Mutter mittels der daran ausgebildeten Betätigungseinrichtung von der Schließ- in die Öffnungsstellung zu überführen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Mutter sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

1 in perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer aus zwei Segmenten aufgebauten Mutter, wobei diese in ihrem geöffneten Zustand dargestellt ist;
2 die Mutter in einer Seitenansicht;
3 die Mutter in einer Draufsicht, wobei Einzelheiten im Inneren der Segmente gestrichelt dargestellt sind.

Die in den 1 - 3 dargestellte Segmentmutter besteht aus zwei parallel aufeinander zu und voneinander weg beweglichen Backen bzw. Segmenten 1a, 1b von jeweils etwa 180° Umfang. Ein Trennen bzw. Öffnen der Segmente 1a, 1b wie in den 1 - 3 dargestellt bewirkt ein Öffnen auch der daran jeweils ausgeformten Innengewindesegmente 2a, 2b, so dass sich die so geöffnete Mutter über einen Gewindebolzen oder eine Schraube in axialer Richtung bis zu einer gewünschten Längsposition auf dem Gewinde bewegen lässt, ohne dass ein mühsames Aufschrauben entlang der ganzen Gewindelänge des Gewindebolzens oder der Schraube erforderlich wäre. Auch auf sehr langen Gewindebolzen lässt sich die Mutter daher sehr schnell in der gewünschten Längsposition platzieren und dann, durch Schließen der zwei Backen, formschlüssig auf dem Gewindebolzen festlegen.
Grundsätzlich sind zwei verschiedene Ausführungen möglich. Bei der ersten Ausführung ergänzen sich die beiden Innengewindesegmente 2a, 2b bei geschlossener Mutter zu einem vollständigen Norminnengewinde. Eine solche Mutter lässt sich daher in ihrer Schließstellung wie jede andere Schraubenmutter verschrauben.
Bei einer zweiten Ausführung ergänzen sich die beiden Innengewindesegmente 2a, 2b in der Schließstellung der Mutter zu einem klemmenden Gewinde, dessen Gewindeflanken an den korrespondierenden Gewindeflanken des Gewindebolzens oder der Schraube reibschlüssig festklemmen. Eine solche Mutter lässt sich in ihrer Schließstellung nicht oder nur unter Anwendung eines hohen Drehmomentes auf dem korrespondierenden Außengewinde verdrehen. Der Grundaufbau der Mutter ist bei beiden Ausführungen derselbe.
Die beiden Segmente 1a, 1b haben halbkreisförmige Außenflächen 4 und stoßen in der Schließstellung der Mutter in einer Trennebene T (3) aneinander. Bei geöffneter Mutter erweitert sich diese Trennebene T zu einem Trennspalt von z. B. 5 bis 10 mm.
Zur Erzielung einer Parallelführung der zwei Segmente 1a, 1b sitzen diese gleitbeweglich auf Bolzen 7a, 7b, die sich rechtwinklig zu der Trennebene T erstrecken. Hierzu sitzt der Bolzen 7a längsbeweglich in zueinander fluchtenden Bohrungen 10a der Segmente, und der Bolzen 7b sitzt längsbeweglich in zueinander fluchtenden Bohrungen 10b der Segmente. Gegen die Enden der Bolzen 7a, 7b stützen sich Schraubenfedern 15 ab, die sich andererseits, zur Trennebene T hin, gegen eine am Boden der jeweiligen Bohrung 10a, 10b ausgebildete Axialfläche abstützen. Die Axialfläche kann eine Schulter der hier zweistufigen Bohrung 10a, 10b sein. Jeder der beiden Bolzen 7a, 7b ist im Bereich seiner beiden Enden mit jeweils einer solchen, den Bolzen umgebenden Feder 15 versehen. Ergebnis dieser Anordnung der Federn 15 ist eine dauernde Vorspannung auf die Segmente 1a, 1b im Schließsinne. Entgegen der in den 1 - 3 dargestellten Öffnungsstellung sind die Segmente 1a, 1b aufgrund der Wirkung der Federn 15 normalerweise geschlossen, d. h. sie stoßen in der Trennebene T mit ihren Flachseiten 17 entweder aneinander an, oder weisen nur einen geringen Abstand zueinander auf.
Die so in Schließrichtung federbelasteten Backen 1a, 1b lassen sich von Hand mittels einer Betätigungseinrichtung 20 öffnen, d. h. entgegen der Federkraft voneinander entfernen, bis die innen an den Segmenten 1a, 1b angeformten Innengewindesegmente 2a, 2b den Formschluss mit dem Außengewinde, auf welchem die Mutter sitzt, verlieren.
Die Betätigungseinrichtung 20 ist hier als Spreizeinrichtung ausgestaltet und besteht aus zwei in einem Gelenk 23 miteinander verbundenen Hebeln 21, 22. Das Gelenk 23 ist, wie 3 erkennen lässt, in der Trennebene T der beiden Segmente angeordnet. Die in dem Gelenk 23 verbundenen Hebel 21, 22 bilden ein zangenartiges Betätigungselement mit zwei V-förmig zueinander angewinkelten, nach außen weisenden Betätigungsgriffen 21a, 22a sowie über das Gelenk 23 hinaus verlängerten Hebelabschnitten, die gelenkig in Drehlagern 31, 32 in den Segmenten enden. Das Drehlager 31 des ersten Hebels 21 befindet sich auf der Symmetriemitte des Segments 1a, das Drehlager 32 des zweiten Hebels 22 befindet sich auf der Symmetriemitte des Segments 1b.
Werden durch Zupacken der Hand des Bedieners die V-förmig stehenden Betätigungsgriffe 21a, 22a zueinander hin bewegt, führt dies über die Drehlager 23, 31, 32 zu einer Bewegung der Segmente 1a, 1b voneinander weg, und damit zu einem Aufheben des Formschlusses zum Gewindebolzen. Sobald die Betätigungsgriffe 21a, 22a der Betätigungseinrichtung losgelassen werden, schließen sich unter dem Einfluss der Federn 15 die Segmente 1a, 1b wieder und greifen formschlüssig in den Gewindebolzen ein, so dass die Segmentmutter auf dem Gewindebolzen lagegesichert ist.
2 lässt erkennen, dass die Segmentmutter für eine bessere Zentrierung auf der jeweiligen Unterlage an ihrer Unterseite, d. h. der der Betätigungseinrichtung 20 abgewandten Seite, konisch gestaltet ist. Die Unterseite ist in Form eines flachen Kegelstumpfes gestaltet, wobei sich die Konusfläche 33 zur Hälfte auf das eine, und zur anderen Hälfte auf das andere Segment verteilt.
Bei der Ausführungsform kann sich an der halbrunden Außenfläche 4 der Segmente 1a, 1b eine Verankerung für ein Befestigungselement, z. B. eine Ringöse befinden. Die Mutter wird in der Nähe eines hydraulischen Schraubenspannzylinders, dessen Wegfliegen bei seiner Betätigung verhindert werden soll, auf dem in Umfangsrichtung benachbarten Schraubenbolzen befestigt. Ein an der Ringöse befestigter Gurt dient als Sicherheitsgurt. Für die ausreichende Festlegung dieses Sicherheitsgurtes ist es daher nicht erforderlich, die Mutter zunächst unter vielen Umdrehungen auf das Außengewinde des benachbarten Schraubenbolzens aufzuschrauben. Vielmehr wird die Mutter lediglich geöffnet, in geöffnetem Zustand in Längsrichtung auf das vorhandene Gewinde geschoben, und dann geschlossen. Umgekehrt ist zum Lösen der Mutter nur ein einziger Betätigungsgriff erforderlich, also im ersten Fall ein Aufspreizen der Segmente 1a, 1b und im zweiten Fall ein Druck auf die Drucktaste mit der Folge eines Aufspringens der beiden Segmente 1a, 1b.
Bezugszeichenliste

1: Mutter
1a: Segment
1b: Segment
2a: Innengewindesegment
2b: Innengewindesegment
4: Außenfläche
7a: Bolzen
7b: Bolzen
10a: Bohrung
10b: Bohrung
15: Feder
17: Flachseite
20: Betätigungseinrichtung
21: Hebel
21a: Betätigungsgriff
22: Hebel
22a: Betätigungsgriff
23: Gelenk
31: Drehlager
32: Drehlager
33: Konus
T: Trennebene

Claims

Mutter für Verschraubungen, die sich aus zwei im Wesentlichen gleichgroßen, halbschalenförmigen Segmenten (1a, 1b) zusammensetzt, die jeweils innenseitig mit Innengewindesegmenten (2a, 2b) versehen und bis zum Erreichen einer Schließstellung aufeinander zu beweglich angeordnet sind, sowie mit Mitteln (15) zur Aufrechterhaltung der Schließstellung der Segmente (1a, 1b), wobei an zumindest einem der beiden Segmente (1a, 1b) zum Aufheben der Schließstellung eine von Hand greifbare Betätigungseinrichtung (20) beweglich angeordnet ist, und die Segmente (1a, 1b) in Schließrichtung durch Federn (15) belastet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (20) als gegen die Federn (15) arbeitende Spreizeinrichtung ausgebildet ist, die aus zwei in einem Gelenk (23) miteinander verbundenen Hebeln (21, 22) zusammengesetzt ist.
Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Feder (15) auf der einen, und mindestens eine zweite Feder (15) auf der anderen Seite der Verschraubung angeordnet ist.
Mutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (15) in Bohrungen (10a, 10b) der Segmente sitzende Schraubenfedern sind, und dass sich die Federn mit einem Ende gegen eine an dem Segment ausgebildete Axialfläche, z. B. eine Schulter, abstützen.
Mutter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (15) auf Bolzen (7a, 7b) sitzen, und dass die Bolzen (7a, 7b) Bestandteil einer Parallelführung der Segmente (1a, 1b) sind.
Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hebel (21, 22) über ein auf der Symmetriemitte des jeweiligen Segments (1a, 1b) angeordnetes Drehlager (31, 32) mit diesem Segment (1a, 1b) verbunden ist.
Mutter nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (23) der Spreizeinrichtung in der Trennebene (T) der Segmente (1a, 1b) angeordnet ist.